فرآوری گاز طبیعی: روش ها و فناوری

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

توسعه آینده نگر بزرگترین صنایع بدون با ارزش ترین مواد خام و حامل انرژی با کیفیت بالا - گاز طبیعی - غیر ممکن است. استفاده از آن نه تنها بسیاری از فرآیندهای فناوری را خودکار می کند، بلکه به طور قابل توجهی شرایط زندگی مردم را بهبود می بخشد.

گاز طبیعی چیست؟

هیچ فرمول شیمیایی واحدی برای گاز طبیعی وجود ندارد - در هر میدان آن ترکیبی با نسبت متفاوتی از اجزای خود دارد.

گاز طبیعی مخلوطی از هیدروکربن هاست که بیشتر آن متان است. اجزای باقی مانده عبارتند از: بوتان، پروپان، اتان، هیدروژن، سولفید هیدروژن، هلیم، نیتروژن، دی اکسید کربن.

گاز طبیعی بی رنگ و بی بو است، وجود آن در هوا بدون کمک ابزارهای خاص قابل تشخیص نیست. بویی که برای هر فردی آشناست، با وسایل مصنوعی (بوی دادن) به گاز داده می شود. از طریق این فرآیند، می توان وجود گاز را در هوا حس کرد و از موقعیت های تهدید کننده زندگی جلوگیری کرد.

منشا

هیچ نظریه واحدی در مورد منشا گاز وجود ندارد، دانشمندان به دو نسخه پایبند هستند:

• روزی روزگاری به جای قاره ها اقیانوسی وجود داشت. در حال مرگ، موجودات زنده در فضایی تجمع کردند که در آن هیچ هوا و باکتری وجود نداشت که فرآیند تجزیه را آغاز کند. به لطف حرکات زمین شناسی، توده های انباشته شده بیشتر و عمیق تر در روده های زمین فرو رفتند، جایی که تحت تأثیر فشار و دمای بالا، وارد واکنش های شیمیایی با هیدروژن شدند و هیدروکربن ها را تشکیل دادند.
• دینامیک زمین به افزایش هیدروکربن های واقع در اعماق زیاد کمک می کند، جایی که سطح فشار کمتری وجود دارد. در نتیجه، ذخایر گاز یا نفت تشکیل می شود.

تولید

برخلاف تصور عمومی، گاز طبیعی می تواند در زیر زمین نه تنها در حفره ها باشد، که استخراج آنها نیازی به هزینه های قابل توجه مواد و انرژی ندارد. اغلب در داخل سنگهایی با ساختار متخلخل ریز متمرکز شده است که توسط چشم انسان قابل مشاهده نیست. عمق رسوبات می تواند کم باشد، اما گاهی اوقات به چندین کیلومتر می رسد.

فرایند تولید گاز شامل چندین مرحله است:

• کار زمین شناسی که در نتیجه آن مکان دقیق نهشته ها مشخص می شود.
• حفاری چاه های تولیدی. این در سراسر میدان انجام می شود، که برای کاهش یکنواخت فشار گاز در مخزن مهم است. حداکثر عمق چاه 12 کیلومتر است.
• تولید. این فرآیند در سطوح مختلف انجام می شودفشار در مخزن حامل گاز و سطح زمین. از طریق چاه ها، گاز تمایل دارد تا جایی که فشار کمتر است خارج شود و بلافاصله وارد سیستم جمع آوری شود. علاوه بر این، گاز همراه نیز تولید می شود که محصول جانبی تولید نفت است. همچنین برای بسیاری از صنایع ارزش دارد.
• آماده شدن برای حمل و نقل. گاز استخراج شده حاوی ناخالصی های متعددی است. اگر مقدار آنها ناچیز باشد، گاز با تانکر یا خط لوله برای پردازش بیشتر به کارخانه منتقل می شود. گاز طبیعی از مقدار قابل توجهی ناخالصی در تاسیسات تصفیه یکپارچه ای که در نزدیکی میدان ساخته می شود، خالص می شود.

چرا به پردازش گاز طبیعی نیاز داریم

تشکیل گاز طبیعی در طی تشکیل لایه هایی از سنگ های متخلخل حاوی درزهای نفت و زغال سنگ اتفاق می افتد. علاوه بر اجزای مهم برای نیازهای صنعت، حاوی ناخالصی هایی است که حمل و نقل و استفاده توسط کاربران نهایی را دشوار می کند.

بلافاصله پس از تولید، گاز در تصفیه خانه های پیچیده کم آب می شود و طی آن بخار آب و گوگرد از آن استخراج می شود. پردازش بیشتر گاز طبیعی و همراه در کارخانه های فرآوری شیمیایی و گاز انجام می شود.

اصول اساسی کارخانه های فرآوری

وظیفه اصلی یک شرکت فعال در فرآوری گاز طبیعی، استخراج حداکثری ممکن از تمام اجزای فسیلی و رساندن آنها به شرایط قابل فروش است. نباید به محیط زیست آسیب برساند.محیط زیست و داخل زمین و هزینه های مالی باید به حداقل برسد.

با توجه به اجرای تمامی جوانب این قانون، محصولات فرآوری شده گاز طبیعی با کیفیت و مقرون به صرفه تلقی می شوند.

روشهای بازیافت

روش های پردازش گاز زیر وجود دارد:

• فیزیکی و پرانرژی؛
• کاتالیزور شیمیایی؛
• ترموشیمیایی.

روش‌های انرژی فیزیکی برای فشرده‌سازی گاز و جداسازی آن به اجزا با استفاده از واحدهای سرمایش یا گرمایش استفاده می‌شود. این فناوری پردازش گاز طبیعی اغلب به طور مستقیم در مزارع استفاده می شود.

در ابتدا فرآیند فشرده سازی و جداسازی با استفاده از کمپرسور انجام شد. تا به امروز، تجهیزات ارزان‌تر از نظر مالی - اجکتورها و پمپ‌های روغن - با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

روش شیمیایی کاتالیزوری پردازش گاز طبیعی شامل تبدیل متان به گاز سنتز برای پردازش بعدی آن است. این کار را می توان به سه روش انجام داد: اصلاح بخار یا دی اکسید کربن، اکسیداسیون جزئی.

اغلب از روش اکسیداسیون جزئی متان استفاده می شود. این به دلیل راحتی انجام فرآیند در حالت اتوترمال (زمانی که ماده خام به دلیل آزاد شدن گرما در طی اکسیداسیون ناقص هیدروکربن ها گرم می شود)، سرعت واکنش و عدم نیاز به استفاده از کاتالیزور (مانند بخار) است. و اصلاح دی اکسید کربن).

گاز سنتز حاصل بیشتر پردازش نمی شودتقسیم به اجزاء.

روش‌های ترموشیمیایی مستلزم اثر حرارتی بر روی گاز طبیعی است که منجر به تشکیل هیدروکربن‌های غیراشباع (مانند اتیلن، پروپیلن) می‌شود. اجرای فرآیند فقط در دماهای بسیار بالا (حدود 11 هزار درجه سانتیگراد) و فشار چند اتمسفر امکان پذیر است.

محصولات پردازش شده

بسیاری از مردم کلمه "گاز" را با سوخت و اجاق گاز مرتبط می دانند. در واقع، کاربرد اجزای آن گسترده تر است:

• هلیوم یک ماده خام با ارزش است که در فناوری های پیشرفته استفاده می شود، مانند ساخت تجهیزات پزشکی و بالش های مغناطیسی برای سفرهای طولانی در حمل و نقل عمومی، در ساخت راکتورهای هسته ای و ماهواره های فضایی؛
• فرمالدئید، یکی از مشتقات متان، ماده اولیه ای است که نقش مهمی در تولید پلاستیک های فنولی (لنت های ترمز، توپ های بیلیارد) و رزین ها، که جزء مهمی از مصالح ساختمانی (پلای وود، تخته فیبر) هستند، ایفا می کند. رنگ و لاک و محصولات عایق حرارتی؛
• آمونیاک - مورد استفاده در صنایع دارویی (محلول آبی)، کشاورزی (کود) و صنایع غذایی (افزایش دهنده طعم)؛
• اتان ماده اولیه ای است که پلی اتیلن از آن تولید می شود؛
• اسید استیک - به طور گسترده در صنعت نساجی استفاده می شود؛
• متانول سوختی برای وسایل نقلیه است.

استخراج و فرآوری گاز طبیعی - فرآیندها،به لطف آن مهمترین شاخه های صنعت به طور مؤثر در حال توسعه هستند. گاز پس از پردازش دقیق به مصرف کننده نهایی تحویل داده می شود، استفاده از آن به طور قابل توجهی شرایط زندگی را بهبود می بخشد.